K11-电机定子硅钢片复合模具设计【含CAD图纸、说明书】
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含CAD图纸、说明书
K11-电机定子硅钢片复合模具设计【含CAD图纸、说明书】
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中文摘要 本设计是落料、冲槽复合模的设计。设计说明书中简要概述了冲压模具目前的发展状况和发展趋势。然后对工件进行了详细工艺性分析以及冲压方案的确定。按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸凹模、凸模固定板、垫板、凹模固定板、卸料板、挡料销、推件板、顶件块等。模架采用标准模架，选用了合适的冲压设备。关键词：落料, 冲槽, 复合模, 冲压模具, 凸凹模AbstractThis is a design of dropping and Notching composite die. The design overview the current development status and development trends of stamping die briefly. Then I conduct a detailed analysis of the work piece and determine the Stamping program. After finishing the Stamping die design in accordance with the general steps,I also design and calculations the main parts of this mold .For example, Punch, Die, Die punch, punch plate, plate, Die plate and dump plates, block information, marketing pieces of boards, blocks and other top pieces . At last I use standard mold and choice the suitable Stamping equipment. Keywords : dropping; Notching ; compound die; stamping die; Die punch. III目 录中文摘要.英文摘要.第1章 绪论.1 1.1 模具发展的现状和趋势.1 1.2 模具设计的意义.4第2章 工艺分析和方案的确定.5 2.1 工件工艺性分析.52.1.1 工件尺寸和精度.5 2.1.2 工件的粗糙度和毛刺.6 2.2 确定工艺方案.6第3章 模具结构形式的选择.8第4章 工艺计算.94.1 毛坯尺寸计算.94.2 排样、搭边和料宽以及材料的利用率.10 4.2.1 排样.10 4.2.2 搭边和料宽.11 4.2.3 材料利用率.144.3 冲裁力、卸料力及推件力的计算.16 4.3.1 冲裁力的计算.16 4.3.2 卸料力及推件力的计算.174.4 压力中心的计算.184.5 冲裁间隙.194.6 凸、凹模刃口尺寸计算.20第5章 冲模主要零件的设计.305.1 凸模、凹模的设计以及模架的选择.30 5.1.1 凸模的设计.30 5.1.2 凹模的设计.33 5.1.3 模架的选择.355.2 定位零件的设计.365.3 卸料和推件、顶件零件的设计.395.4 固定与紧固零件.415.5 导向零件.43第6章 冲压设备的选择.44 6.1 设备类型的选择.44 6.2 设备型号的选择.45第7章 绘制模具装配图和部分零件图.47第8章 设计总结.49参考文献.51致谢.5259第一章 绪 论1.1 模具发展的现状和发展1.1.1 冲压在工业生产中的作用 近年来，随着飞机、汽车、电子、仪表、日用工业品等工业的发展及少无切屑加工技术的应用，冲压加工技术得到了高速的发展。目前，除一般的成形方法外，又出现了冷、热、温挤压成形，液压成形，强力旋压成形，超塑成形，爆炸成形，以及精密冲裁和高速冲压等加工技术。 冲压技术在现代工业生产中占有十分重要的地位，是国防工业及民用工业生产中必不可少的加工方法。在电子产品中，冲压件约占8085；在汽车、农业机械产品中，冲压件约占7580；在轻工产品中，冲压件约占90以上。此外，在航空及航天工业生产中，冲压件也占有很大的比例。 冲压虽然以大批量生产为对象，但所使用的模具却是单件生产。制造模具需要采用精度很高的加工设备、先进的工艺方法，同时还需要有技术熟练的技工配合。因此，根具的真正价值不只在于它的本身，而贝还在于它为社会创造的巨大经济效益。模具的好坏，将直接影响制件的质量、数量和成本。1.1.2 冲压生产的特点 冲压生产是指在压力机的作用下，利用模具使材料产生局部或整体塑性变形，以实现分离或成形，从而获得一定形状和尺寸制件的加工方法。由于它主要用于加工各种金属或非金属板料，所以又称板料冲压。冲压是一种先进的工艺，它与其它加工方法相比特点有：1利用模具能冲制出各种形状复杂、精度一致的制件，且可以保证互换性。2操作筒便，易于实现自动化，并具有较高的生产效率。如在普通的冲压设备上，一般每分钟可以压制几十个制件；若在高速冲压设备上，每分钟可以压制几百件甚至上千件。3冲压生产是一种节约能源的加工方法，它不象切削加工那样消耗很多能量，把大量金属切成碎屑后而获得零件。冲压生产往往是直接采用轧制的钢板或钢带，只要排样合理，可以极大的提高板材的利用率。4在加工过程中，材料表面不易遭受破坏，制件表面质量好。通过塑性变形以后，还可以使制件的机械性能有所提高。5冲压生产操作容易，不需要高级操作技工。总之，冲压生产是具有质量好、效率高、成本低等优点的加工方法。1.1.3 模具制造技术的发展模具制造是技术密集型综合加工技术，它向着高效、精密、大型、自动化方向发展。相应的模具设备，也在不断的发展和更新，如各种精密磨床、精密镗床、大型铣床、加工中心及大型电火花机床和线切割机等数控机床已逐渐取代常规加工设备。目前，国内已可加工50多个工步的级进模，制造精度保持在微米级；加工的最大型腔模可达45m；硬质合金模具的总寿命已达到数亿次。对于多品种小批量生产使用的模具，也已广泛采用各种快速制模技术，如低熔点合金模具、锌合金模具、聚酯橡胶喔模具以及超塑成型、挤压成型、精密铸造、金属喷镀、电铸成型等制模新工艺，使模具制造周期缩短，成本降低。近年，由于在模具材料方面发展了高强韧模具钢、综合性能好的通用模具钢和微变形精密模具钢种，从而提高了模具的使用寿命，随着加工技术的发展，硬质合金和钢结硬质合金在模具制造中的应用越来越多；易熔合金模具材料的品种也有新的发展，扩大了使用范围。在模具设计与模具结构方面，使用计算机辅助设计，不仅缩短了模具设计周期，而且也促进了模具标准化的发展。组合冲模的设汁和使用范围的扩大，使其元件逐步走向标准化、系列化。为了适应多工位高速冲模的使用要求，模具结构形式有很多新的发展。例如，为保证与凸模间微米级的配合间隙，在卸料板上采用镶套或电铸成形；为了便于装卸、快速更换模块等易损件，采用双重导向或浮动凸模结构；在模具上增加润滑系统和温控系统，以提高模具的使用寿命。此外，在表面处理、表面溶渗、喷焊、涂镀等方面也取得了许多突破性的进展，对于大型模具采用模口堆焊技术可降低造价缩短制造周期。1.1.4 冲压模具的发展方向21世纪模具制造行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化，追求的目标是提高模具质量及生产效率、缩短设计及制造周期、降低生产成本、最大限度地提高模具制造行业的应变能力，满足用户需求。具体表现为以下8个方面。（1）集成化技术。现代模具设计制造系统不仅应强调信息的集成，更应该强调技术、人和管理的集成。在开发模具制造系统时强调“多集成”的概念，即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成及人员集成，这更适合未来制造系统的需求。（2）智能化技术。应用人工智能技术实现产品生命周期各个环节的智能化，实现生产过程各个环节的智能化，以及模具设备的智能化，也要实现人与系统的融合及人在其中智能的充分发挥。（3）网络技术的应用。网络技术包括硬件与软件的集成实现。各种通讯协议及制造自动化协议，信息通讯接口，系统操作控制策略等，是实现各种制造系统自动化的基础。目前早已出现了通过internet实现跨国界模具设计的成功例子。网络技术的应用为我国模具企业实现敏捷制造和动态联盟奠定了技术基础。（4）多学科多功能综合产品设计技术。未来产品的开发设计不仅用到机械科学的理论与知识，还用到电磁学、光学、控制理论等，甚至要考虑到经济、心理、环境、卫生及社会等各方面的因素。产品的开发要进行多目标全性能的优化设计，以追求模具产品动态特性、效率、精度、使用寿命、可靠性、制造成本与制造周期的最佳组合。（5）虚拟现实与多媒体技术的应用。虚拟现实VR（Virtual Reality ）是人造的计算机环境，人处在这种环境中有身临其境的感觉，并强调人的介入与操作VR技术在21世纪整个制造中都将有广泛的应用，可以用于培训、制造系统仿真、实现基于制造仿真的设计与制造、集成设计与制造、实现集成人的设计等。美国已于1999 年借助VR技术成功地修复了太空望远镜。多媒体技术采用多种介质来存储、表达处理多种信息，融文字、语音、图像于一体，给人一种真实感。（6）反求技术的应用。常规的模具设计通常以产品的已有设计信息为依据，这些设计信息通过工程图或一些模型来表达，然后制定出加工工艺规划，最终通过模具和设备制造出产品。但在许多情况下，一些产品并非来自设计概念，而是起源于另外一些产品或实物，要在只有产品原型或实物模型，而没有产品图样的条件下进行模具的设计和制造以便制造出产品。此时需要通过实物的测量，然后利用测量数据进行实物的CAD几何模型的重新构造。这种过程就是反求工种RE（Reverse Engineering）。一旦建立了CAD几何模型后，就可以依据这种数字化的几何模型用于后续的许多操作，如实物CAD模型的修改、零件的重新设计、有限元分析、误差分析、数控（NC）加工指令生成以及模具的设计和制造等。（7）快速成型制造技术。快速成型制造技术RPM（Rapid Prototyping Mannufacturing）基于层制造原理，迅速制造出产品原型，而与零件的几何复杂程度无关，尤其是具有复杂曲面形状的产品制造中更能显示其优越性。它不仅能够迅速制造出原型、设计评估、装配校检、功能实验。而且还可以通过形状复制，快速经济地制造出产品模具（如制造电极用于EDM加工、作为模型消失铸造出模具等），从而避免了传统模具制造的费时和耗成本的NC加工，因而RPM技术在模具制造中发挥着重要的作用。（8）全面质量管理技术。全面质量管理TQM（Total Quality Management）的核心思想是：企业的一切活动都围绕着质量来进行。它不仅要求质量管理部门进行质量管理，它还要从企业最高决策者到一般员工均应参加到质量管理过程中。并且强调质量控制活动应包括从市场调研、产品规划、产品开发、制造、检测到售后服务等产品生命周期。 我们已经进入知识经济时代，这是一个以知识密集的智力资源为基础的经济时代，是一个高度重视知识生产、知识传播和知识应用的时代，是一个科技创新竞争的时代。重视技术创新，加大科技投入，把科技进步放在首位，培养高素质人才；深化改革，加强管理，降低产品成本，缩短生产周期，提高经济效益；重点发展大型、精密、复杂、长寿命模具，使高档模具进一步立足于国内，所有这些均是摆在我国模具工作者面前的重大任务。1.2 模具设计的意义毕业论文（设计）不仅是对前面所学专业知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。毕业论文（设计）是本科生培养方案中的重要环节。学生通过毕业论文（设计），综合性地运用几年内所学知识去分析、解决一个问题，在作毕业论文（设计）的过程中，所学知识得到疏理和运用，它既是一次检阅，又是一次锻炼。作为当代大学生，知识与能力能否结合关系到以后生存的难易程度。所以作一次实战性的设计是非常有必要的，同时也是对我们生存能力的一种检验。在社会竞争日趋激烈的今天，做好设计是我们成功迈向社会的第一步。第二章 工艺分析和方案确定2.1 冲件工艺性分析2.1.1 工件尺寸和精度工件图如下：（图2-1） 图2-1 工件图硅钢片的应用在机电行业中是相当广泛的，由于有其宽广的使用空间，所以得到了大量的生产。由给定的工件图（图2 -1）可知，此零件形状较规则，但相对复杂，其要求的工件等级也都在IT9级以上。其中内小孔要求的精度等级为IT8级，内大孔要求的精度等级为IT9级，外围尺寸和要求的精度等级为IT7级。在现有的条件下冲出这样精度的零件是完全可行的，再者，虽有24个内槽，但是没有精度等级的要求，外围的四个对称燕尾槽也没有精度等级要求，因此，我们可以看做是一般的精度等级。所以要冲出这样的一个零件是完全合乎要求的。2.1.2 工件的粗糙度和毛刺 冲裁件的工艺性是指制件的形状结构、精度要求、形位公差及技术要求以及对冲裁工艺的适应性。制件的工艺性不好，要影响冲裁件的质量、模具寿命、材料消耗、生产率和冲件成本，严重的要影响到冲裁工艺的实施。制件设计中应尽可能提高冲裁件的工艺性。冲裁断面的粗糙度，对普通冲裁，当板厚小于5mm时，为1006.3 ；精密冲裁件为o.8o.4”；整修时Ra为3.2o.8，制件的毛刺高度与冲裁性质、不同材料及厚度有关。2.2 确定工艺方案 方案一：用两道单工序进行冲压，见图2-2，工序1先用复合模冲出工艺小孔和外围形状；工序2用装有分度装置的冲槽模对半成品进行内孔和单槽冲压，每冲好一个槽就将工件转过15，依次冲出24个槽形。 工序1 工序2 工序1 工序2冲孔落料 单槽依次冲 冲孔落料 24个槽一次冲出 图2-2 冲压工艺方案之一 图2-3 冲压工艺方案之二 方案二：用两道但工序进行冲压，见图2-3，工序1和方案一的一样，工序2用冲槽模一次将半成品的24个槽形冲出。 方案三：用三个工步的级进模在一次工序中将零件冲出，见图2-4。第一工步冲出工艺孔；第二工步冲出内内大孔和全部槽形；第三工步外形落料，压力机一次行程生产一个完整的定子冲片制件。图2-4 冲压工艺方案之三 方案四：在复合模中同时进行冲孔、落料、冲槽，将零件一次冲出。方案分析： 方案一的特点是化零为整，将原先很复杂的制件形状分解内孔、一个槽形和外形三个形状较简单的单元，从而可以简化模具刃口形状，便于模具制造。另外，所需冲压力也因此而减小了。但是该方案的缺点是，需要两道冲压工序，且第二道工序又是单槽冲出，生产效率较低；在冲槽过程中还要进行多次的分度定位，操作不便；由于多次分度定位，定子冲片槽形的同轴度与分度误差都较难达到高的精度要求，所以方案一不可行。 方案二与方案一基本相同，不同之处在于第二方案的工序2可以一次冲出24个槽形，所以槽的分度误差要比方案一的小得多，能够满足槽形分度的精度要求，但是此方案在冲槽时仍以内小孔定位，同轴度要求0.08mm仍较难保证。所以方案二也是不可行的。 方案三由于制件与槽孔废料都可以由压力机台下排出，操作方便安全，故生产效率高，此外，如果在级进模上设有弹性卸料装置，则可以在高速冲床上进行连续冲压。该方案的主要缺点是，冲出定子冲片的精度不够高.故要选取更优的方案。 方案四是将各个工序复合在一起一次冲成。因而生产效率最高，操作也较安全。复合模冲裁的制件精度，主要是取决于模具的制造精度。若采用高级精度（IT9级以上）复合模冲压本制件，则可以保证制件所要求的各项精度指标。此外，由于复合模冲裁时，由弹性卸料板先将毛坯压紧后再冲压，因此，剪切断面质量较高，制件的表面质量也较为平整。故方案四为最优方案。第三章 模具结构形式的选择 确定冲压工艺方案以后，应通过分析比较，选择合理的模具结构形式。选定的模具结构形式，应能冲出达到技术要求的制件，能满足需要的生产率，模具应便于制造和修磨，易于安装调整，操作方便、安全，具有足够的使用寿命。选定采用复合模后，还要确定是用正装式还是例装式复合模。在大多数情况下，优先采用倒装式复合模，因为倒装式复合模的冲孔废料可通过凸凹模从压力机工作台孔中漏出；制件由上面的凹模带上后，由推件装置推出，再由压力机上附加的接件装置接走；条料由下模的卸料装置脱出。操作方便而安全，且能保证较高的生产率。而正装式复合模，冲孔废料由上模带上，冉由推料装置推出，制件则由下模的推件装置向上推出，条料由上模卸料装置脱出，三者混杂在一起，如果不能及时排除废料(或制件)而进行下一次冲压，就容易崩裂模具刃口。倒装式复合模冲裁后的制件嵌在上模部分的落料凹模内，需由刚性或弹性推件装置推出。采用刚性推件装置，可将制件平稳可靠地推出凹模，但在冲裁时对制件不起压平作用，故制件平整度和尺寸精度比用弹性推件装置时低些。根据生产经验，用刚性推件装置已能保证定冲片所有尺寸精度，而且刚性推件装置的结构紧凑，维护方便，故以采用刚性推件装置为宜。复合模冲裁时，条料将卡在凸凹模外缘，因而需要在下模设卸料装置。在下模的弹性卸料装置有两种形式，一种是将弹性零件装设在卸料板与凸凹模固定板之间，另一种是将弹性浮什装设在下楼板下面。出于定子冲片的条料卸料力不大，故采用前一种结构，并且使用橡皮作为弹性零件。 经分析，由于制件精度要求高，材料薄，模具间隙小，且生产批量大，故采用后侧导柱模架，模具形式选择倒装式复合模，推件采用刚性推件装置，卸料板采用弹性卸料板。 第四章 工艺计算4.1 毛坯尺寸的计算 由于此零件的不规则形状，所以要直接计算其冲裁尺寸是有点困难的，但是我们具备了相当的几何知识，我们可以将其分解进行计算，先取其1/4，见图4-1，进行计算： 图4-1 部分工件图 图4-2 工件槽形经过计算，1/4外围的尺寸为 C1=98.26mm所以，整个外围的尺寸为 C2=392.67mm在半径为圆周围，有24个槽形，见图4-2，其冲裁尺寸为 所以，整个环形的槽形的尺寸为 槽的小口部分是2.2mm宽，在直径的圆上所占的弧度非常小，故取近似等于所占圆弧角度的弧度。所以，内周长为 由于在中心还要 冲一个工艺小孔。最后，总的冲裁尺寸为 4.2 排样、搭边和料宽以及材料利用率 4.2.1 排样制件在板料、条料或带料上的布置方法称作排样。排样是制定冲压工艺不可缺少的内容，它直接影响材料的利用率、冲模结构、制件质量和生产率。排样的方法很多，主要包括有搭边排样、少搭边排样和无搭边排样。如图4-3 所示 有搭边排样 少搭边排样 无搭边排样图4-3 排样图 有搭边排样(见图4-3a)制件，在板料上冲栽轮廓四周都有搭边(图中阴影部分)。冲裁后搭边成为废料。有搭边排样的材料利用率较低，但制件的质量和冲模寿命较高，常用于制件形状复杂、尺寸精度要求较高的排样。少搭边排样(见图4-3b)沿制件的部分外部轮廊切断或冲裁，即制件与条料的侧边，或制件与制件之间有部分搭边的排样。这种排样方法，材料的利用率较高，常用于制件某些尺寸要求不高的排样。无搭边排样(见图4-3c)是无废料的排样方法，冲裁过程制件与制件之间沿不同的线段分开。这种排样方法，材料的利用率最高，但对制件形状结构要求更严格，所以其应用范围有一定的局限性，制件设计时要考虑这方面的工艺性能。采用少搭边和无搭边排样可以简化冲模结构，减少冲裁力，但应用中要受制件结构的限制，主要用于精度要求较低的制件。此外，它对冲模的工作条件也有一定的影响会降低冲模寿命和制件质量。对于简单形状的制件，可以用计算方法选择合理的排样；而对于形状复杂的制件，常采用放样的方法进行比较排样，找出比较合理的排样方案。经过对制件的分析，此零件的尺寸较大，外部形状虽有4个槽形，但也是规则的形状；再考虑到压力机工作台面的大小和模具的因素，现拟定排样方式见图4-4。 图4-4 冲件的排样形式 对上述排样进行分析：此零件由于尺寸较大，而且外部形状较为规则，如果要多行排列的话，不仅要求压力机的工作台面很大，而且压力机的压力也要求较高，更为困难的是模具将要设计得很大，不仅在工作的时候操作上引起不便。在安装上也是个值得考虑的问题，如果模具太大的话，将会对手工安装带来很多不便，这样显然是很困难的。所以此排样适合冲裁的要求。4.2.2 搭边和料宽 1. 搭边 排样中相邻两工件之间的余料或工件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料步距误差、送料歪斜误差等原因而冲裁出残缺的废品。此外，还应保持条料有一定的强度和刚度，保证送料的顺利进行，从而提高制件质量，使凸、凹模刃口沿整个封闭轮廓线冲裁，使受力平衡，提高模具寿命和工件断面质量。搭边值要合理确定。搭边值过大，材料利用率低。搭边值小，材料利用率虽高，但过小时就不能发挥搭边的作用，在冲裁过程中会被拉断，造成送料因难，使工件产生毛刺、有时还会被拉入凸模和凹模间隙，损坏模具刃口，降低模具寿命。搭边值过小，会使作用在凸模侧表面上的法向应力沿着落料毛坯周长的分布不均匀，引起模具刃口的磨损。为避免这一现象，搭边的最小宽度大约取为毛坯的厚度，使之大于塑变区的宽度。 影响搭边值大小的因素主要有： 1 材料的力学性能 塑性好的材料，搭边值要大一些，硬度高与强度大的材料，搭边值可小些。 2 材料的厚度 材料越厚，搭边值也越大。3. 工件的形状和尺寸 工件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值越大。4 排样的形式 对排的指边值大于直排的搭边。5 送料及挡料方式 用手工送料，有侧压板导向的搭边值可小一些。搭边值一般由经验确定，表4-1列出普通冲裁低碳钢时的搭边值。 由工件给定的尺寸，并查表4-1得：取 mm 所以，其搭边情况如图4-5 图4-5 搭边值2. 条料宽度的确定 排样方案和搭边数值确定后，即可确定条料或带料的宽度及进距。 条料宽度的确定原则是：最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值，最大条料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送进，并与导科板之间有一定的间隙。因此，在确定条料宽度时必须考虑到模县的结构中是否采用侧压装置和侧刃，根据不同结构分别进行计算。当条料在无侧压装置的导料板之间送料时(图)，条料宽度按下式计算 （4-1） 式中 B条料标称宽度(mm)； D工件垂直于送料力向的最大尺寸(mm)。 一侧搭边(mm)；V一一条料宽度的公差(mm)，见表4-2；条料与导料板间的间隙(mm)，见表4-3。 当条料在有侧压装置的导料板之间送料时（图4-6b），条料宽度按下式计算 （4-2）式中各符号意义同上。导料板之间的距离： A=B+图4-6 条料宽度的确定 a) 无侧压装置 b) 有侧压装置查表4-2得，取V=0.6mm;查表4-3得，取=8mm。侧搭边取所以条料宽度为 4.2.3 材料利用率冲裁件在板、条等材料上的布置方法称为排样。排样的合理与否，影响到材料的经济利用率，还会影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作方便与安全等。因此，排样是冲裁工艺与模具设计中一项很重要的工作。冲压件大批量生产成本中，毛坯材料费用占60以上，排祥的目的就在十合理利用原材料。衡量排样经济件、合理性的指标是材料的利用率。其计算公式如下：个进距内的材料利用率为 （4-3）式中 A冲裁件面积(包括冲出的小孔在内)( )；n一个进距内冲件数目；B条料宽度（）；h进距（）； 一张板料上总的材料利用率为 （4-4）式中 N一张板料上冲件总数目； L一板材长度(mm)。 条料、带料和板料的利用率比个进距内的材料利用率要低。其原因是条料和带料有料头和料尾的影响，另外用板材剪成条料还有料边的影响。 要提高材料的利用率，就必须减少废料面积，冲裁过程中所产生的废料可分为两种情况，见图4-7。 图4-7 废料种类 1一料头(搭边) 2侧搭边 3一搭边 4一定距刀废料 5一结构废料 1结构废料 由于工件结构形状的需要，如工件内孔的存在而产生的废料，称为结构废料，它决定于工件的形状， 一般不能改变。2工艺废料 工件之间和工件与条料边缘之间存在的搭边，定位需要切去的料边与定位孔，不可避免的料头和料尾废料，称为工艺废料，它决定于冲压方式和排样方式。因此，提高材料利用率主要应从减少工艺废料着手，同一个工件，可以有几种不同的排样方法。合理的排样方法，应是特工艺废料减到最少。 进距是指条料在模具上每次送进的距离，进距的计算与排样的方式有关，每个进距可以冲出一个零件，也可以冲出几个零件。进距是决定挡料销位置的依据。 每次冲一个零件的进距h的计算公式为 h=B+a式中 B平行于送料方向的工件的宽度（mm）； a冲件之间的搭边值（mm）。因为此次所设计的模具是每个进距只可以冲出一个零件，所以进距为 h=110+2.5=112.5mm由几何知识可知，冲裁件的面积S为综合前面所述，可求得材料的利用率为 材料的利用率满足设计的要求。4.3 冲裁力、卸料力及推件力的计算 4.3.1 冲裁力的计算冲裁力的大小主要与材料力学性能、厚度及冲裁件分离的轮廓长度有关。采用平刃口模具冲裁时，冲裁力 (N)可按下式进行计算： （4-5）式中 L冲裁件周边的长度（mm）； t材料的厚度（mm）； 材料的抗剪强度（MPa）其值见表4-4； K系数。考虑到模具刃口的磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的变化及材料厚度偏差等因素，般取K1.3。查表4-4得，取=190MPa。 L= K=1.3t=0.5mm所以，冲裁力为 =1.31297.340.5190=160221.49N4.3.2 卸料力及推件力的计算 无论采用何种刃口冲裁，当冲裁工作完成后，由于弹性变形，在板材上冲裁出的废料(或工件)孔径沿着径向发生弹性收缩，会紧箍在凸模上。而冲裁下来的工件(或废料)径向会扩张，并因要力图恢复弹性形变，所以会卡在凹模孔内。为了使冲裁过程连续，操作方便，就需把套在凸模上的材料卸下，把卡在凹模孔内的冲件或废料推出。从凸模上将零件或废料卸下来所需的力称卸料力，顺着冲裁方向将零件或废料从凹横腔推出的力称推件力，逆着冲裁方向将零件或废料从凹模腔顶出的力称顶件力。 、是由压力机和模具的卸料、顶件装置获得的。影响这些力的因素主要有材料的力学性能、材料厚度、模具间隙、凸、凹模表面粗精度、零件形状和尺寸以及润滑情况等。要准确计算这些力是困难的，实际生产中常用下列经验公式计算= =式中 冲裁力（N）； 、分别为卸料力、推件力、顶件力系数，见表4-5。表4-5 卸料力、推件力、顶件力系数料 厚（mm）、钢10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.03铝 铝合金紫铜 黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.09实际生产时，凹模孔口中会同时卡有好几个工件，所以在计算推件力时应考虑工件数目。设h为凹横孔口直壁的高度，t为材料厚度则工件数nh/t。由参考文献2表2-21，取h=5mm，则n=h/t=5/0.5=10 查表4-5得：取=0.055，=0.063，=0.08所以 =0.055160221.49=8812.18N=n=0.063160221.49=100939.54N=0.08160221.49=12817.72N 冲裁时，所需冲压力为冲裁力、卸料力和推件力之和，这些力在选择压力机时是否要考虑进去，应根据不同的模具结构区别对待。采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模的总冲压力为 =+采用弹性卸料装置和下出料方式的总冲压力为 =+采用弹性卸料装置和上出料方式的总冲压力为 =+此次设计采用弹性卸料件结合刚性卸料的装置和上出料的方式，故最后总的冲压力为 =+=160221.49+812.18+100939.54+12817.72=282790.93N4.4 压力中心的计算 冲裁时的合力作用点或多工序模各工序冲压力的合力作用点，称为模具压力中心。如果模具压力中心与压力机滑块中心不一致，冲压时会产生偏载，导致模具以及滑块与导轨的急剧磨损，降低模具和压力机的使用寿命，通过利用求平行力系合力作用点的方法(解析法或图解法)确定模具的压力中心。 由于此次设计模具所要冲裁的零件是个中心对称图形，如图4-8所示，虽然在上端有一直径为5mm的半圆槽，但是相对于整个制件的冲裁边缘来说，其所需的压力可以忽略不计，所以制件的压力中心位于几何中心。图4-8 压力中心的确定4.5 冲裁间隙 1. 冲裁间隙的含义 冲裁模的凸模横断面，一般小于凹模孔。凹模与凸模刃口部分，在垂直于外栽力方向的投影尺寸之差，称为冲栽间隙。 间隙有两种含义：种指凹模与凸模间每侧空隙的数值，称为单面间隙；另一种指凹模与凸模间两侧空隙之和，称为双面间隙。对于圆形刃口的凸、凹模来说，双面间隙就是两者直径之差。习惯上常说的多少间隙，是指双面间隙，用符号Z表示。单面用Z2表示。2. 间隙对冲裁的影响 生产实践证明，间隙值的大小、分布是否均匀等，对冲裁件的断面质量、尺寸精度、冲裁力和模具形命等均有直接影响。凸、凹模之间的间隙大小可分三种基本情况， 即间隙合理、间隙过大和间隙过小。 1）冲裁件的断面质量 间隙合理，材料在分离时，凸、凹模刃口处的裂纹重合，冲裁断面比较平直、光滑，塌角和毛刺均较小，制件质量较好。但合理的冲裁间隙并非是一个绝对值，而是某一个数值范围，冲裁间隙在此范围内都可得到冲裁断面好的制件。间隙过大，凸、凹模刃口处的裂纹不重合，凸模刃口附近的裂纹在凹模刃口附近裂纹的里边，材料受很大的拉伸，光亮带小，毛刺、塌角及斜度都较大。间隙过小，裂纹也不重合，凸模刃口附近的裂纹在凹模刃口附近裂纹的外边，两条剪裂纹之间的一部分材料随冲裁的继续又被二次剪切和挤压，在断面上形成第二次光亮带，并在其间出现夹层和毛刺。 2）尺寸精度 落料或冲孔后，因发生弹性恢复，会影响尺寸精度。间隙小到一定界限，由于压缩变形弹性恢复，落料件尺寸会大于凹模尺寸，而使冲出的孔小于凸模。间隙大到一定界限，由于拉伸变形弹性恢复，落料件尺寸会小于凹模，而使冲出的孔大于凸模。间隙对于冲孔和落料精度的影响规律是不同的，且与材料轧制的纤维方向有关。 3）冲裁力和模具寿命 间隙值大时，冲栽力有一定程度的减小，卸料力和推件力也随之降低。 冲裁时，坯料对凸模与凹模刃口产生侧压力，并在凸模与被冲孔之间以及凹模与落料件之间均有摩擦力。间隙越小，侧压力和摩擦力随之增大。此外，在实际生产中，模具因受到制造误差和装配精度的限制，凸模不可能绝对垂直于凹模平面，而间隙分布也不可能十分均匀所以，过小的间隙会使凸、凹模刃口磨损加剧，寿命下降。而较大的间隙则可使凸、凹模侧面与材料问摩擦减小，并减缓间隙不匀的不利影响，从而提高模具寿命；但间隙过大，坯料弯曲相应增大，使凸模与凹模刃口端面上的压应力分布不均匀，容易产生崩刃或产生塑性变形，因而对模具寿命也不利。3. 冲裁方向的确定原则 冲裁时，由于凸、凹模之间存在间隙，因此落下的料或冲出的孔均带有锥度，其大端尺寸基本等于凹棋尺寸，小端尺寸基本等于凸模尺寸。测量时，也是按冲孔的小端和落料的大端作为基准量取尺寸的。又由于在生产中，凸、凹模都要与冲件或废料发生摩擦，凸核愈磨愈小，凹模愈磨愈大，使间隙随之增大。基于这一分析，确定冲裁间隙值的原则是：落料时因制件尺寸随凹模尺寸而定，故间隙应在减小凸模尺寸的方向上取得；冲孔时因孔尺寸随凸模尺寸而定，故间隙应在增大凹模尺寸的方向上取得。 考虑到冲裁件的断面质量、尺寸精度、凸、凹模的磨损，在设计与制造新模具时，取最小合理间隙。根据材料的厚度t=0.5mm，查参考文献2，表2-2，取=0.035mm，=0.045mm。4.6 凸、凹模刃口尺寸的计算冲裁件的尺寸精度，决定于凸、凹模刀口部分尺寸。冲裁的合理间隙，也要靠凸、凹模刃口部分尺寸来实现和保证。所以正确地确定刃口部分尺寸是相当重要的。4.6.1 尺寸计算的原则 由于凸、凹模之间存在间隙，所以冲裁件断面都是带有锥度的，且落料件的大端尺才等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔件孔径是以小端尺寸为基准。冲裁过程中，凸、凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，结果使间隙越来越大。因此，在确定凸、凹模刃口尺寸时，必须遵循下述原则： (1)落料模先确定凹模刃口尺寸，其标称尺寸应取接近或等于制件的最小极限尺寸，以保证凹摸磨损到一定尺寸范围内，也能冲出合格制件，凸横刃口的标称尺寸比凹模小一个最小合理间隙。 (2)冲孔模先确定凸模刃口尺寸，其标称尺寸应取接近或等于制件的最大极限尺寸以保证凸模磨损到一定尺寸范围内，也能冲出合格的孔。凹横刃口的标称尺寸应比凸模大一个最小合理间隙。 (3)选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，既要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较工件精度高23级(表4-6)。若零件没有标注公差，则对于非圆形件按国家标准非配合尺寸的ITl4级精度来处理，圆形件一股可按IT10级精度来处理，工件尺寸公差应按“入体”原则标注为单向公差，所谓“入体”原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注，即：落料件正公差为零，只标注负公差；冲孔件负公差为零，只标注正公差。表4-6 冲裁件精度冲模制造精度材 料 厚 度 t（mm）0.50.81.01.52345681012IT6IT7IT7IT8IT9IT8IT8IT9IT9IT10IT10IT10IT12IT10IT12IT12IT12IT12IT12IT12IT12IT14IT14IT14IT144.6.2 计算方法模具工作部分尺寸及公差的计算方法与加工方法有关，基本上可分为两类。1凸模与凹模分开加工 凸、凹摸分开加工，是指凸模和凹模分别按图样加工至尺寸。此种方法适用于圆形或形状简单的工件，为了保证凸、凹模间初始间隙小于最大合理间隙，不仅凸、凹模分别标注公差(凸棋，凹模)，而且要求有较高的制造精度，以满足如下条件 或取 =0.4（） =0.6（）也就是说，新制造的模具应该是，如图4-9所示。否则，制造的模具间隙已超过了允许的变动范围，影响模具的使用寿命。 图4-9 凸、凹模分别加工时的间隙变动范围下面对落料和冲孔两种情况分别进行讨论。 (1)落料：设工件尺寸为。根据以上原则，应先确定凹模尺寸，使凹模标标尺寸接近或等于工件的最小极限尺寸，再减小凸模尺寸保证最小合理间隙。凹模制造偏差取正偏差，凸模取负偏差。计算公式如下 （4-6） （4-7）式中 、分别为落料凹模、凸模标称尺寸（mm）； D落料件标称尺寸（mm）； V工件制造公差（mm）； 凸、凹模最小合理间隙（双边）（mm）； 、凸、凹模的制造公差（mm），可查表4-7，或取= （1/41/5）V，=V/4； 系数，是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸，与工件制造精度有关，可查表4-8，或按下列关系取： 工件精度IT10以上， =1 工件精度IT1113， =0.75 工件精度IT14， =0.5表4-7 规则形状（圆形、方形件）冲裁时凸模、凹模的制造公差 （mm）基本尺寸凸模偏差凹模偏差基本尺寸凸模偏差凹模偏差1818303080801201201800.0200.0200.0200.0250.0300.0200.0250.0300.0350.0401802602603603605005000.0300.0350.0400.0500.0450.0500.0600.070表4-8 系数材料厚度t（mm）非 圆 形圆 形10.750.50.750.5工件公差V（mm）40.160.200.240.300.170.350.210.410.250.490.310.590.360.420.500.600.160.200.240.300.160.200.240.30(2)冲孔：设冲孔尺寸为，根据以上原则，应先确定凸模尺寸，使凸模标称尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸，再增大凹模尺寸以保证最小合理间隙。模具偏差“入体”标注。计算公式如下 （4-8） （4-9）式中 、冲孔凸、凹模直径（mm）； d冲孔件标称尺寸。其余符号意义同上。 2. 凸模和凹模配合加工 对于冲制形状复杂或薄板制件的模具，其凸、凹模往往采用配合加工的方法。此方法是先加工好凸模(或凹模)作为基准件，然后根据此基准件的实际尺寸配做凹模(或凸模)，使它们保持一定的间隙。因此，只得在基准件上标注尺寸及公差，另一件只标注标称尺寸，并注明“尺寸按凸模(或凹模)配作，保证双面间隙”。这样，可放大基准件的制造公差。其公差不再受凸、凹模间隙大小的限制，制造容易，并容易保证凸、凹模间的间隙。由于复杂形状工件各部分尺寸性质不同，凸模和凹模磨损后，尺寸变化的趋势不同，所以基准件的刃口尺寸计算的方法也不相同。 (1)落料：应以凹模为基准件，然后配做凸模。 先做凹模，凹模磨损后，刃u口尺寸的变化有增大、减小、不变三种情况。因此凹横刃口尺寸应按不同情况分别计算。 1)凹模磨损后尺寸变大。计算这类尺寸，先按工件图把尺寸化为，再按落料凹模公式进行计算 （4-10）2)凹模磨损后尺寸变小。计算这类尺寸，先把工件图尺寸化为。再按冲孔凸模公式进行计算 （4-11） 3)凹模磨损后尺寸不变。计算这类尺寸，则按下述三种情况进行计算制件尺寸为时 （4-12）制件尺寸为时 （4-13）制件尺寸为时 （4-14）式中 、凹模刃口尺寸（mm）； A、B、C工件标称尺寸（mm）； V工件公差（mm）； 工件偏差，对称偏差时，=V/2； 凹模制造偏差（mm），=V/4。（2）冲孔：应以凸模为基准件，然后配做凹模。先做凸模，凸模磨损后，刃口尺寸的变化也是有增大、减小、不变三种情况。也应按不同的情况进行计算；1）磨损后凸模尺寸变小，设工件尺寸为，则 （4-15） 2）磨损后凸模尺寸变大，设工件尺寸为，则 （4-16） 3）磨损后凸模尺寸不变，按制件标注尺寸不同分为制件尺寸为时 （4-17）制件尺寸为时 （4-18）制件尺寸为时 （4-19）式中 、凸模的刃口尺寸（mm）； 凸模制造偏差（mm），=V/4。其余符号意义同前。4.6.3 尺寸计算 工件图见图2-1，其尺寸如图所示。 查冲压工艺与模具设计（姜奎华 主编）由表2-6得 =0.035mm，=0.045mm由表2-10得 =0.035mm，=0.025mm+=0.06mm-=0.01mm由此可知，不满足分开加工的条件，所以，只有选择配合加工的方法1.落料：凹模磨损后，尺寸变大的按公式（4-10）计算由工件图可知，尺寸为A=、B=的凹模变大对A计算查表4-7，取=0.035mm，=0.025mm查表4-8，取系数=1 凸模尺寸按凹魔尺寸配作，保证双边间隙0.035mm，则 对B计算查表4-7，取=0.035mm，=0.025mm查表4-8，取=0.75 凸模尺寸按凹魔尺寸配作，保证双边间隙0.035mm，则 凹模磨损后，尺寸变小的按公式（4-11）计算由工件图可知，尺寸为D=8.5mm，E=7.5mm，R=2.5的凹模变小，由于未标注公差，按国家标准取IT14级精度处理，查GB/T 1800.31998得，制造公差分别为=0.360mm，=0.360mm。对D、E计算 查表4-7，取=0.02.mm，=0.020mm 查表4-8，取=0.5 凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双边间隙0.035mm，则 对R计算 由于半径为R=2.5的半圆，也未标注公差，取IT10级处理，查GB/T 1800.3-1998得，V=0.040 查表4-7，取=0.02.mm，=0.020mm 查表4-8，取=0.75 凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双边间隙0.035mm，则 凹模磨损后，尺寸不变的按公式（4-12）计算工件尺寸为F=2mm的凹模不变，则取V=0.250mm，x=0.5查表4-7，取=0.02.mm，=0.020mm 凸模尺寸按凹模尺寸配作，保证双边间隙0.035mm，则 2. 冲孔：1） 磨损后凹模的尺寸变小，按公式（4-15）计算，相应的工件尺寸分别是A=，B=，C=R2，D=R1，E=2.2。对A计算 查表4-7，取=0.020，=0.030查表4-8，取=0.75 凹模尺寸按凸模尺寸配作，保证双边间隙0.035mm，则 对B计算 查表4-7，取=0.020，=0.020 查表4-8，取=0.75 对C、D、E计算 由于未标注公差，C、D尺寸为半圆部分，按要求取IT10级精度处理，E取IT14级处理。查GB/T 1800.3-1998 得，取公差分别如下： =0.040，=0.040，=0.250。把他们转化为标注公差的形式为 ，。查表4-8得，分别取=0.75，=0.75，=0.75则 凹模尺寸按凸模尺寸配作，保证双边间隙0.035mm，则 2）磨损后凸模尺寸不变，选适合的公式（4-17、4-18、4-19）进行计算。其想对应的尺寸为F=3.2。 由于未标注尺寸公差，按IT14级处理，查GB/T 1800.3-1998 得 =0.300。 查表4-8，取x=0.75则 凹模尺寸按凸模尺寸配作，保证双边间隙0.035mm，则 模具的工作部分尺寸全部计算计算完成冲裁件的尺寸精度主要取决于模具的刃口尺寸精度，合理的间隙数值也必须靠模具刃口尺寸来保证。因此，正确确定模具刃口尺寸及公差，是设计冲模的主要任务之一。第五章 冲模主要零件设计5.1 凸模、凹模的设计以及模架的选择5.1.1.1 凸模长度的计算凸模的长度一般是根据结构上的需要确定的，如图5-7所示。 凸模长度 式中 固定板的厚度（mm）； 卸料板的厚度（mm）； 导尺厚度（mm）； 附加长度，包括：凸模的修磨余量46mm；凸模进入凹模的深度0.51mm；凸模固定板与卸料板之间的安全距离A，取1520mm。此次设计取=25mm，=20mm，=2mm，Y=23mm，则凸模长度 L=25+20+2+23=70mm5.1.1.2 凸模结构图此次设计的凸模的结构及尺寸见图5-8。图5-8 冲孔凸模5.1.1.3 凸模抗弯能力校核凸模抗弯强度的校核分无导向、有导向和圆形凸模、非圆形凸模四种情况。有导向圆形凸模的校核公式为 式中 凸模允许的最大自由长度（mm）； 该凸模的冲压力（N）；凸模最小直径（mm）。 对上述所设计的凸模进行校核得： mm经校核，所取的凸模长度在允许的范围之内，满足设计的要求。5.1.1.4 凸模承压能力的校核 凸模 圆形凸模 式中 凸模的最小直径（mm）； 材料厚度（mm）； 材料的抗剪强度（MPa）；凸模材料的许用应力（MPa）。 t=0.5mm，=190MPa，=1400MPa所以 经计算校核，凸模的最小直径可以承受冲裁压力的要求。5.1.2 凹模的设计 1.冲孔凹模的孔口型式凹模的刃口通常有如图5-9所示的几种形式。 a b c d e f 图5-9 凹模孔口形式 图a的特点是刃边强度较好。刃磨后工作作部分尺寸不变，但洞口易积存废料或制件，推件力大且磨损大，刃磨时磨去的尺寸较多。一般用于形状复杂和精度要求较高的制件。对向上出件或出料的模具也采用此刃口形式。 图b的特点是个易积存废料或制件对洞口磨损及压力很小，但刃边强度较差。且刃磨后尺寸稍有增大，不过由于它的磨损小。这种增大不会影响模具寿命。一般适用于形状较简单、冲裁制件精度要求不高、制件或废料向下落的情况。 图c、d与图b相似，图c适用于冲裁较复杂的零件；图d适用于冲裁薄料和凹模厚度较薄的情况。图e与图a相似，适用于上出件或上出料的模具。图f适用于冲裁0.5mm以下的薄科，且凹模不淬火或淬火硬度不高(3540HRC)，采用这种形式可用手锤敲打斜面以调整间隙，直到试出满意的冲裁件为止。考虑到此次设计的模具所要生产的零件的精度要求较高的因素，经过分析比较，所以选取图a的结构形式最为合适。取其刃口孔深为h=5mm。2. 落料凹模的外形尺寸凹模的外形尺寸，主要包括凹模的高度H和凹模壁厚C，如图5-9所示，一般按经验方法确定。图5-9 凹模外形尺寸确定凹模的外形尺寸的经验公式为 凹模厚度 H=Kb （15mm）凹模壁厚 C=（1.52）H （3040mm）式中 b冲压件最大外形尺寸（mm）； K系数，其值可查表5-1。查表5-1得 K=0.15，b=110mm，则H=0.15110=16.5mm C=（1.52）H=24.7533mm表5-1 系数K的数值料厚 （mm）b （mm）0.51233500.30.350.420.500.60501000.20.220.280.350.421002000.150.180.200.240.302000.100.120.150.180.22此次设计的凹模形状如图5-10所示，其尺寸数据见附图（03-CKTGY-05），材料选用Cr12MoV，热处理使HRC6062。图5-10 凹模最后决定取 最小凹模壁厚C1=41mm 最大凹模壁厚C2=44mmH=22mm5.1.3 模架的选择 模架是模具的主体结构，它是连接冲模主要工作零件的部位。冲模的主要零件，都要通过螺钉、销钉连接到模架上，构成一副完整的冲模结构，才可使用。在冷冲模国家标准GB2851.1-81GB2853.2-81中，模架有许多种，这些模架都由上下模座、导柱、导套零件组合而成。一般上下模座和导柱、导套都已标准化，所以各类模架可以通过组合变成许多种规格的模架，以供任意选择。 模架的结构形式，按导柱在模座上固定位置的不同，可分为对角导柱模架、后导柱模架、中间导柱模架、四导柱模架；按导向形式不同有滑动导向模架和滚动导向模架。凹模的壁厚确定之后，就可以知道模具的周界尺寸，L=198mm，B=198mm，厚度H=22mm。确定周界尺寸之后就可以对标准模架进行选择，经过分析比较，采用后侧导柱模架，见图5-11。根据最大轮廓尺寸198198，按GB2851.3-81，选相近标准模架200200200240，材料为HT200。1上模座 2下模座 3导柱 4导套图5-11 模架结构图各零部件的相关数据如下： 上模座 20020045 GB2855.5-81 下模座 20020050 GB2855.6-81导柱 32160 GB2861.1-81 导套 3210543 GB2861.6-81 5.2 定位零件的设计定位部分零件的作用是使毛坯(条料或块料)送料时有准确的位置，保证冲出合格制件不致冲缺而造成浪费。因此，根据毛坯和模具的不同特点，必须采用各种形式的定位装置，如要达到毛坯定位，至少应该有三个支承点(通常采用支承面)、二个导向点(有时可用导向面)及一个定程点(也可用面)。定位的支承点(面)与导向点(面)之间应有足够的距离，以保证坏料定位稳定。冲模中常用的各种定位零件有定位板、定位销、挡料销、始用挡抖销、导正销、导料板、侧压板、定距凸校(侧刃)等。 1. 定位件主要指定位板或定位销，单个毛坯进行冲裁时，一般采用定位板或定位销定位，当外形简单时，其主要形式如图5-12所示。 a b c图5-12 部分定位形式 此次设计采用图c的形式2. 导料件 主要指导料板和侧压板，它对条料或带料送料时起导正作用。导料板的形式见图5-13。图a用于有弹性卸料板的情况；图b用于有固定卸料板的情况；图c也是用于有固定卸抖板的情况，只是当条科宽度小于60mm时，卸料板和导料板可做成整体。此次设计选用图b的形式，无侧压。导料板的厚度取H=2mm。3. 挡料件 其作用足给予条料或带料送料时以确定进距。主要有固定档料销、活动挡科销、自动挡料销、始用挡料销和定距侧刀等。 此次设计选用固定挡料销，但是固定挡料销有两种形式，如图5-13所示，结构简单，常用的为圆头形式，见图5-14a。当挡料销孔离凹模刃口太近时，挡料销可移离一个进距，以免削弱凹模的强度；也可以采用钩形挡料销，见图5-14b。 a b 图5-14 固定挡料销经过分析比较，选用固定挡料销如图a的形式，其相关数据如下： D=12，d=8，H=14，h=3由于定位件和挡料销都是在冲裁时给条料或是带料进行定位，所以，现在就将图5-12c中的定位销换成挡料销，如图5-15所示。这样的设计既达到定位的要求，又简化了模具的结构，还减少了模具的制造成本。图5-15 定位和挡料5.3 卸料和推件、顶件零件的设计 1. 卸料装置 卸料装置有刚性（即固定卸料板）和弹性两种形式，见图5-16。 a）弹性卸料板 b）刚性弹性卸料板 c）刚性卸料板图5-16 卸料板的形式 固定卸料板见图5-16c，此形式卸料力大，但无压料作用，毛坯材料厚度大于0.8mm以上时多采用。弹性卸料板见图5-16a，此形式卸料力量小，但有压料作用，冲裁质量较好，多用于薄料。对于卸料力要求较大、卸料板与凹模间又要求有较大的空间位置时，可采用刚弹性相结合的卸料装置，见图5-16b。卸料板与凹模的单边间隙一般取0.10.5，但不小于0.05。经过分析比较，此次设计选用弹性卸料板的形式（图5-16a），其内部形状按凹凸模（上）外形制造，选用45钢，热处理使HRC4045，与凹凸模的单边间隙取Z=0.2，厚度取H=20。其弹性元件采用天然橡胶，而不是弹簧。 2. 推件装置 推件也有弹性和刚性两种形式，见图5-17。 a b c 图5-17 推件装置 弹性推件装置见图5-17c，它在冲裁时能压住制件，冲出的制件质量较高，但弹件元件的压力有限，当冲裁较厚材料时推件的力量不足或使结构庞大。刚性推件不起压料作用，但推件力大。有时也做成刚、弹性结合的形式，能综合两者的优点。刚性推件装置见图5-17a、b。推件是靠压力机的横梁作用。经过分析，此模具采用刚性推件装置，推件块的形式和尺寸见图5-18，推件块材料选用45钢，热处理后使HRC4045。图5-18 推件块推件块在模具的装配样式图见5-19。图5-19 刚性推件装置3. 顶件装置 由于此模具是上出件的形式，所以顶件块是必须的，所以要对顶件块进行设计，顶件块的形式和结构以及尺寸如下图（5-20）。图5-20 顶件块5.4 固定与紧固零件 各种元件被设计和制造出来之后，就需要对他们进行安装并使用。然而，每个零部件都是被单独加工出来的，想要把他们组成一个可以实现冲裁功能的有机整体，就得通过固定和紧固零件来完成它的这项功能。 1. 固定板 对于小型的凸、凹模零件，一般通过固定板间接固定在模板上，以节约贵重的模具钢，固定形式见图5-21固定板固定凸模（凹模）要求固紧牢靠并有良好的垂直度。因此固定板必须有足够的厚度。可按下列经验公式计算。 对于凹模固定板 H=（0.60.8）0 对于凸模固定板 H=（11.5）D1固定板 2垫板图5-21 固定板和垫板经分析计算，凸模固定板的厚度取H=25，凹模固定板的厚度取H=27。凹模固定板形式及尺寸见图5-22。图5-22 固定板（下） 2. 垫板考虑到推件装置在上模内挖窝，采用垫板加固，凸模垫板厚度取H=10，凹模垫板取H=8。 3. 模柄 模柄选取带法蓝以螺钉固定的形式，按GB2862.3-81，选B50100，材料为Q235。 4. 螺钉和销钉 螺钉按照国家标准选取，固定模柄的螺钉按GB70-76，选M1025共4枚；固定上垫板和凸模固定板的螺钉按GB70-76选取，M1255共3枚、圆柱销按GB119-76，选圆柱销1255共2根；固定推件块的螺钉按GB70-76，选M534共4枚；卸料螺钉按GB2867.5-81，选1287共3枚；固定凹凸模上模的螺钉按GB70-76，选M623共8枚；固定凹模固定板和下模座的螺钉按GB70-76，选M1281共3枚、圆柱销按GB119-76，选1290共2根；固定凹凸模（下）的螺钉按GB70-76，选M632共3枚；挡料销按GB2866.11-81，选1283共3枚。5.5 导向零件导向零件主要是指导柱和导套。由于导柱模广泛应用，故导柱、导套已标准化，它和上、下模板组成了标准模架，设汁时可参考冷冲模标难选用。此次设计所给定的工件图形精度要求高，所以选用滚珠导柱导向（见图5-23），按精度配合，这样才能较好的保证制件的制造精度。导柱、导套的选取按照标准模架确定。导柱、滚珠、导套间不但没有间隙而且有0.010.02mm的过盈量，即。滚珠装在保持架内，为了减少磨损保持架的滚珠做成倾角。(一般取、和几种)。为厂保证均匀接触，滚珠要求严格，应挑选同一直径、公差不超过0.003的滚珠。所有的零件到此已经确定，模具的闭合高度也可以通过计算得出。模具的闭合高度应为上模板、下模板、凹凸模、凹模、固定板、垫板等厚度的总和。即 H0=45+50+10+25+20+2+27+25+8=212图5-23 滚珠导柱导向第六章 冲压设备的选择设备是冲压加工的三要素之一。冲压设备选择是冲压工艺过程设计的一项重要内容，它直接关系到设备的安全和使用的合理，同时也关系到冲压工艺过程的顺利完成及产品质量、零件精度、生产效率、模具寿命、板料的性能与规格、成本的高低等一系列重要的问题。因此，压力机的正确选用十分重要。6.1 设备类型的选择 设备类型的选择
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